建筑结构胶在桥梁上的应用

建筑结构胶在桥梁上的应用 来源：考试大2011年4月27日【考试大：中国教育考试第一门户】
建筑结构胶从无到有、由小到大。初期只是一两个胶种的科研成果，现已成为重要的化学建材。她促进上游原材料的发展，带动下游施工工艺的变革，自身成为一种行业；其胶种已成系列，应用不断拓展。尤其近几年来，已从单纯应用于一般建筑物的加固、补强，发展到为建筑物改造，新建建筑物现场施工等多种应用中，并且还在交通 （公路、铁路）、水利、市政、隧道、应急抢修、抗震救灾等各个领域中应用[1]；且应用于桥梁加固，新桥建设更是这些领域中发展最为迅速的热点、亮点。
1桥梁用建筑结构胶类型
其一，加固补强用结构胶包括：
其二，新建桥梁用结构胶包括：
目前研发与市场上的胶种，均为改性环氧树脂常温固化型。举例说明。
2.1 桥梁用加固补强结构胶
主要不同点有：所受载荷为动载。因而所用加固的胶粘剂必须具有能承受长期的疲劳荷载能力和耐久性，这十分重要。因此桥梁结构胶应具有更好的强韧性和耐疲劳、耐久性；这必然增加胶粘剂开发、生产的难度。另一特点是施工工艺性能要求更高。其中包括有合适的使用期，因为每次用胶量较大，施工粘接面积大，必须满足这种特殊要求。胶种的固化条件更苛刻，因为施工均为野外露天作业，所以桥梁结构胶固化特性应满足恶劣环境及温度变化巨大的要求。而耐老化要求更高。因为桥梁全是野外，尤其是海边桥梁，或跨海大桥，还要求增加抗盐雾、海水的浸蚀性能。因此桥梁用胶的要求比一般建筑用胶的要求更高、更严、更苛刻。
、

2.2 桥梁加固粘钢用胶
该胶的应用实例不少，现举几例：
姚河大桥位于山西省阳泉市内姚河之上，l995年建成通车，是307国道车辆和市内车辆通过姚河的主要通道。10多年的超负荷运行，使大桥承载能力大大降低，且近几年，大型车辆和超载车辆的增多，使得原设计的承载能力已达不到现在实际公路运行要求。为保证大桥的安全正常运行，缩短施工周期，降低工程造价，须对大桥进行加固处理。建设单位：山西省阳泉市建设局。设计单位：太原市政工程设计院。施工单位：河北华路特种工程有限公司。大桥加固施工主要应用了中国科学院大连化学物理研究所、大连凯华新技术工程有限公司发明的粘钢加固新技术，使用JGN-I 桥梁粘钢加固专用胶粘剂，粘钢面积3000平方米，用胶量达24吨，2006年4月10日开工，6月30日完工。
武汉长江二桥概况：武汉长江二桥是l995年6月通车。全桥长4678m，正桥l877 m，主跨400 m，桥面宽度26.5～33.5 m，日通车能力为5万辆机动车。桥下通航净空为24 m，系双塔双索面预应力钢筋混凝土斜拉桥。其主跨桥面宽度在亚洲及国内已建成的同类型桥中位居第一；作为斜拉桥的主跨跨度，在世界已建成的同类型桥中也名列前茅，是一座具有20世纪90年代水平和风格的桥梁。武汉长江二桥的建成，使武汉三镇交通内环线贯通，促进了经济建设的发展。
一是预应力混凝土裂纹较多，共3812条。
三是部分裂纹情况严重的梁段结构强度及刚度有所下降。
维修加固工期：2006年10月～2007年8月.
加固用胶：大连凯华桥梁动荷载粘钢胶，用量：约50吨。
自上世纪末，碳纤维加固在建筑物中应用以来，近年亦向桥梁领域发展。与粘钢加固一样，目前均为改性环氧树脂及固化剂所组成。其性能指标要求如下[2,3].

用碳纤维胶粘贴碳纤维加固桥梁的实例很多，以下是实例：
巴东谭家梁子大桥为悬臂梁结构，全长160m，完工于l997年，系三峡移民资金投建，工程造价约1500万元人民币。大桥设计：武汉市政设计研究院；施工：中铁十三局；监理：武汉市政监理公司；业主：巴东县建设局。大桥自建成后，由于工程质量问题，未通过验收。经专家委员会鉴定、论证，拟采用粘贴碳纤维布加固等方法予以修复。谭家粱子大桥加固工程总包方是中铁十三局，其余各方仍不变。在粘贴碳纤维布加固工程招标中，业主指定此次加固工程材料为大连觊华公司的凯华牌碳纤维结构胶和英国产碳纤维布。
该公路桥的主桥系一座五跨 m 连续的预应力混凝土连续箱梁，引桥为跨度32m的预应力混凝土简支T 梁。主跨的箱梁采用三向预应力体系。纵向预应力采用7Ф5mm的钢绞线，腹板竖向预应力采用Ф25mm冷拉Ⅳ级粗钢筋，顶板和横隔板的横向预应力为24Ф5mm高强平行钢丝束。
该桥在运行若干年后，在对桥梁现状进行检查时发现，主梁腹板、顶板、横隔板、底板均有不少裂缝。腹板的内外侧均有裂缝，裂缝大多呈斜向和水平向，长度从几米到几十米，宽度在0.3mm以下。顶板的裂缝发生在其底面，有纵向裂缝，也有横向裂缝。但数量较少，裂缝宽度为0.2mm以下。箱梁庶板裂缝均发生在其外侧，主要为纵向裂缝，裂缝宽度为0.1～0.2mm以下。
腹板裂缝处治：考虑到腹板上的裂缝较多，且宽度较大。采用了加厚腹板和粘贴碳纤维片材相结合的方法。即腹板内侧，采用在箱梁腹板内侧加浇一层20cm厚腹板，并施加竖向预应力，以改善箱梁腹板受力状态；对于腹板外侧，先对裂缝进行压力灌浆，然后在表面粘贴碳纤维片材。
2.3.3加固处治效果
3新建桥梁用结构胶
近几年我国公路网的建设飞速发展，与此同时大、中城市快速轨道建设也越来越多，市政建设中各类立交桥也不断涌现，因此在桥梁建设中，为适应新的发展要求，已经向国际先进水平迈进，新建桥梁向预制化、工厂化、大型化方向发展，即采用预制构件在建桥现场进行节段拼装。此种施工新工艺，具有施工速度快、质量控制好、占地面积小、混凝土收缩徐变小，竣工后桥梁线型变化较小等优点。它的应用对城市、对环境影响小，施工架设较简单，机械化程度高，外形美观等而广受青睐，得到广泛应用。我国一些大型桥梁均采用此工艺。如江苏苏通大桥、福建厦门集美大桥等。

表中两胶性能指标均能达到使用要求，并且与同类进口产品相当，满足施工需要，经在建桥中试用，反映与进口胶无异，而用国产胶其成本则大大下降。
近年来我国大跨度、长桥面的钢桥面的采用是很普遍的，因为此种桥面具有节约投资、减轻静载、施工方便等诸多优点。如南京长江二桥、上海沪浦大桥、厦门海昌大桥等，均采用钢桥桥面。
南京长江二桥采用环氧类桥面结构胶（进口）较好的解决了此难题。此类胶种自身强度好、粘接力高；综合考虑使用效果、铺装成本、铺装工艺、钢板处理等诸多因素，环氧类结构胶比较适合我国国情。此类胶种是近年发展迅速的一类桥梁桥面使用的结构胶。表4列出一种钢板桥面结构胶的主要技术指标。
3.3发展桥梁用结构胶满足市场需求
据统计，我国现有公路桥梁约72万余座。这些桥梁在使用中的老化病害及灾害事件造成的损坏等，每年都有数万座之多，桥梁加固及正常维修的任务十分繁重（不包括市政建设中的众多桥梁，不包括乡镇小的公路桥梁等）。另一方面是新建公路每年数量巨大，桥梁不少；也在采用更多的新技术，使用新材料（如结构胶），其市场亦广。这些均使结构胶用量大增。由于我国建桥技术的进步，已逐步向海外发展。今年湖北某公司在马来西亚和印尼援建两座新桥，采用节段拼装法。可预见海外市场也会不断扩大。这些都会使桥梁用结构胶在今后有飞速发展。表5列出近期我国拼装法施工的部分新建桥

在其满足市场需求的同时，进一步研发各类高水平的专用结构胶也是一个重要的课题。我国结构胶从整体水平上看与国外先进的距离虽在缩小，但仍有差距，主要反映在其优质原料的供应，工艺性能的要求，施工机械化、现场质量检测上等，因此开发高性能结构胶、水下施工结构胶、绿色环保用胶、快速修补用胶及应用技术均是应关心的课题。

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来源:考试大-结构工程师考试

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